專(zhuān)利名稱(chēng)：卡式電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種用戶(hù)繳費(fèi)用電的卡式電度表。
目前使用的感應(yīng)式電度表、電子式數(shù)字電表或投幣式電度表均無(wú)法擺脫人工查表收費(fèi)或人工統(tǒng)計(jì)用電收費(fèi)的現(xiàn)狀?，F(xiàn)在使用的電度表和實(shí)行的人工逐戶(hù)統(tǒng)計(jì)用電及收費(fèi)的辦法不僅效率低，誤差大，費(fèi)工，費(fèi)時(shí)，而且還嚴(yán)重地存在著偷電、拖欠電費(fèi)和漏交電費(fèi)等現(xiàn)象，同時(shí)也不便于供電管理部門(mén)的管理。
本實(shí)用新型的目的是提供一種卡式電度表，適用于采用購(gòu)電制的區(qū)域。用電前，用戶(hù)持電卡到供電管理部門(mén)購(gòu)電，供電部門(mén)的管理人員使用寫(xiě)卡機(jī)將該用戶(hù)的密碼，購(gòu)得的電量寫(xiě)入電卡；然后用戶(hù)只需將電卡帶回插入自家的卡式電度表的電卡插槽數(shù)秒，電卡中購(gòu)得的電量等內(nèi)容就自動(dòng)錄入卡式電度表內(nèi)，此時(shí)即可正常用電?？ㄊ诫姸缺硪材茏詣?dòng)完成表中剩余電量和新購(gòu)電量的累加。當(dāng)用戶(hù)用完所存的電量時(shí)，卡式電度表自動(dòng)切斷用戶(hù)電源，迫使用戶(hù)重新購(gòu)電。寫(xiě)卡機(jī)在為用戶(hù)寫(xiě)電卡過(guò)程中，能自動(dòng)儲(chǔ)存該用電戶(hù)的購(gòu)電、用電情況，并可進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。這樣就克服了目前用電管理辦法所存在的缺點(diǎn)，也便于供電部門(mén)的供電管理。
本實(shí)用新型的主要構(gòu)成包括電卡［1］和電度表［2］兩部分。電度表［2］包括機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置［21］、機(jī)械傳動(dòng)裝置［22］、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］、單片機(jī)系統(tǒng)［24］、用電控制開(kāi)關(guān)［25］、電源［26］、外殼［27］和電卡插槽［28］。電度表［2］中的機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置［21］、機(jī)械傳動(dòng)裝置［22］、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］、單片機(jī)系統(tǒng)［24］、用電控制開(kāi)關(guān)［25］、電源［26］均裝于外殼［27］內(nèi)。外殼［27］上設(shè)有電卡插槽［28］，電卡［1］可自由地插入電卡插槽［28］或從中拔出。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是把電能變成了先買(mǎi)后用的商品。用電前，用戶(hù)持電卡到供電管理部門(mén)購(gòu)電，供電部門(mén)的管理人員用寫(xiě)卡機(jī)將用戶(hù)的密碼，需購(gòu)的電量寫(xiě)入電卡，同時(shí)寫(xiě)卡機(jī)自動(dòng)儲(chǔ)存用戶(hù)的購(gòu)電用電情況，然后用戶(hù)只需將電卡帶回插入自家的卡式電度表的電卡插槽中即可正常用電。一戶(hù)一卡，不能通用。用戶(hù)可根據(jù)所購(gòu)的電量自己控制用電情況，可節(jié)能省電。當(dāng)用戶(hù)用完所購(gòu)的電量后，電度表自動(dòng)切斷電源，迫使用戶(hù)重新購(gòu)電。這樣可以杜絕偷電、拖欠電費(fèi)和漏交電費(fèi)等現(xiàn)象，同時(shí)也便于供電部門(mén)的供電管理。


圖1為電度表［2］的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為電度表［2］的原理框圖圖3為電度表［2］的電路原理圖圖4－1為利用光電元件［23.1］的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］電路原理圖圖4－2為利用霍爾元件［23.2］的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］電路原理圖圖4－3為利用簧片開(kāi)關(guān)［23.3］的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］電路原理圖本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方案為本實(shí)用新型包括電卡［1］和電度表［2］兩部分。電度表［2］包括機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置［21］、機(jī)械傳動(dòng)裝置［22］、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］、單片機(jī)系統(tǒng)［24］、用電控制開(kāi)關(guān)［25］、電源［26］、外殼［27］和電卡插槽［28］。電度表［2］中的機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置［21］、機(jī)械傳動(dòng)裝置［22］、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］、單片機(jī)系統(tǒng)［24］、用電控制開(kāi)關(guān)［25］、電源［26］裝于外殼［27］內(nèi)，外殼［27］上有電卡插槽［28］，電卡［3］可自由地插入電卡插槽［28］中。機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置［21］是利用電磁感應(yīng)原理將用電量轉(zhuǎn)換成鋁質(zhì)圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以直接利用現(xiàn)有的感應(yīng)式電度表的原理和結(jié)構(gòu)。機(jī)械傳動(dòng)裝置［22］將圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)按一定比例遞減為低速轉(zhuǎn)動(dòng)，可采用一般的齒輪傳動(dòng)分幾級(jí)減速，其傳動(dòng)比以末級(jí)齒輪［22.1］每轉(zhuǎn)一圈對(duì)應(yīng)的用電量大于0.1度，小于10度為佳，對(duì)于大用電戶(hù)該值可提高。末級(jí)齒輪［22.1］裝有一個(gè)小遮光物［22.2］，以備利用光電元件［23.1］組成的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］使用；也可以裝有一小永久磁鋼［22.3］，以備利用霍爾元件［23.2］或簧片開(kāi)關(guān)［23.3］組成的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］使用。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］感受機(jī)械傳動(dòng)裝置［22］的末級(jí)齒輪［22.1］上的遮光物［22.2］或永久磁鋼［22.3］的運(yùn)動(dòng)，因而將末級(jí)齒輪［22.1］的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)系統(tǒng)［24］的通電次數(shù)，即末級(jí)齒輪［22.1］每轉(zhuǎn)一圈，單片機(jī)系統(tǒng)［24］通電運(yùn)行一次，平時(shí)斷電。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］可用以下幾種方法實(shí)現(xiàn)。
(1)圖4－1為利用光電元件［23.1］的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］電路原理圖。圖中D1、D2為兩光電元件，D1為紅外發(fā)射管，D2為紅外接收管。DG為一個(gè)PNP三極管［23.4］，其發(fā)射極接電源［26］，電壓為V。集電極接單片機(jī)系統(tǒng)［24］電源端。A1為放大整形電路［23.5］。機(jī)械傳動(dòng)裝置［22］的末級(jí)齒輪［22.1］每轉(zhuǎn)一圈，末級(jí)齒輪［22.1］上的遮光物［22.2］從D1，D2間通過(guò)一次，使D1發(fā)出的光照射不到D2上，引起紅外接收端輸出電壓變化，使DG導(dǎo)通，單片機(jī)系統(tǒng)［24］通電運(yùn)行一次。
(2)圖4－2為利用霍爾元件［23.2］的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］的電路原理圖。圖中A3為霍爾元件［23.2］，DG為一個(gè)PNP三極管［23.4］，其發(fā)射極接電源［26］輸出，電壓為V。集電極接單片機(jī)系統(tǒng)［24］電源端。A2組成放大整形電路［23.6］。機(jī)械傳動(dòng)裝置［22］的末級(jí)齒輪［22.1］每轉(zhuǎn)一圈，末級(jí)齒輪［22.1］上的永久磁鋼［22.3］接近霍爾元件［23.2］A3一次，使霍爾元件［23.2］A3輸出電壓變化，經(jīng)A2放大整形后導(dǎo)通DG，單片機(jī)系統(tǒng)［24］通電運(yùn)行一次。
(3)圖4－3為利用簧片開(kāi)關(guān)［23.3］的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］的原理圖。簧片開(kāi)關(guān)［23.3］一端接電源［26］輸出，電壓為V，另一端接單片機(jī)系統(tǒng)［24］電源端。平時(shí)簧片開(kāi)關(guān)［23.3］兩極分離，單片機(jī)系統(tǒng)［24］沒(méi)有電。機(jī)械傳動(dòng)裝置［22］的末級(jí)齒輪［22.1］每轉(zhuǎn)一圈，末級(jí)齒輪［22.1］上的永久磁鋼［22.3］接近簧片開(kāi)關(guān)［23.3］一次。此時(shí)簧片開(kāi)關(guān)［23.3］的兩極被磁化、吸合，單片機(jī)系統(tǒng)［24］通電運(yùn)行一次。
單片機(jī)系統(tǒng)［24］由單片機(jī)芯片(可以選80C31)和一個(gè)在線(xiàn)可擦寫(xiě)、掉電不丟失數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器構(gòu)成，單片機(jī)系統(tǒng)［24］每通電一次相當(dāng)于用戶(hù)用過(guò)了一定的電量，此時(shí)單片機(jī)將存儲(chǔ)器內(nèi)存的剩余電量數(shù)減掉用過(guò)的電量，并判斷現(xiàn)剩余電量是否為零。如為零，則向用電控制開(kāi)關(guān)［25］發(fā)出信號(hào)，切斷用戶(hù)電源，迫使用戶(hù)重新購(gòu)電。上述存儲(chǔ)器可選用串行E2PROM芯片，單片機(jī)的I／O口(輸入輸出口)模擬串行E2PROM的讀寫(xiě)，完成對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)。用電控制開(kāi)關(guān)［25］可選用通用微型大功率繼電器，由單片機(jī)的端口進(jìn)行控制。電卡［1］由在線(xiàn)可擦寫(xiě)，掉電不丟失數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器裝在插板上構(gòu)成，存儲(chǔ)器可采用串行E2PROM芯片。插板上有與電卡插槽［28］相對(duì)應(yīng)的金手指，當(dāng)電卡［1］插入電卡插槽［28］則電卡［1］上的存儲(chǔ)器與單片機(jī)系統(tǒng)［24］相聯(lián)，單片機(jī)系統(tǒng)［24］即可對(duì)電卡［1］讀寫(xiě)。用戶(hù)攜帶電卡［1］到供電管理部門(mén)購(gòu)買(mǎi)電字，按購(gòu)電量繳費(fèi)后，用電管理人員使用寫(xiě)卡機(jī)(售電管理系統(tǒng))在電卡［1］內(nèi)寫(xiě)入用戶(hù)密碼和續(xù)購(gòu)的用電量。寫(xiě)卡機(jī)由通用微機(jī)系統(tǒng)和專(zhuān)用接口電路構(gòu)成。專(zhuān)用接口電路上有電卡插槽。通用微機(jī)系統(tǒng)通過(guò)其主機(jī)內(nèi)部的擴(kuò)展槽與專(zhuān)用接口電路相聯(lián)，并通過(guò)專(zhuān)用接口電路完成對(duì)電卡［1］的讀寫(xiě)，并對(duì)用戶(hù)的用電情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。寫(xiě)卡機(jī)的通用微機(jī)系統(tǒng)中配置售電管理軟件，自動(dòng)完成各用電戶(hù)的購(gòu)電用電情況統(tǒng)計(jì)，在寫(xiě)電卡［1］時(shí)會(huì)自動(dòng)將此次購(gòu)電情況存入該用戶(hù)統(tǒng)計(jì)表。用戶(hù)購(gòu)電后，只需將該電卡［1］插入自家的卡式電度表［2］的外殼［27］上的電卡插槽［28］內(nèi)數(shù)秒，卡式電度表［2］即可自動(dòng)識(shí)別電卡［1］上的密碼和用電量，并將新購(gòu)用電量存入單片機(jī)系統(tǒng)［24］內(nèi)的在線(xiàn)可擦寫(xiě)，掉電不丟失數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器(串行E2PROM)中，并在存入時(shí)自動(dòng)將新購(gòu)電量和原表內(nèi)剩余電量累加。電卡［1］插入電卡插槽［28］，當(dāng)看到表上一指示發(fā)光二極管亮后即可拔出，此時(shí)電卡［1］內(nèi)容已存入單片機(jī)系統(tǒng)［24］，電卡［1］中的電量被清除。電源［6］將220V交流電轉(zhuǎn)換為單片機(jī)系統(tǒng)［24］，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］和用電控制開(kāi)關(guān)［25］所需的直流電。可采用一般的變壓器加集成穩(wěn)壓塊的形式構(gòu)成。電卡插槽［28］可選用位數(shù)較少的微機(jī)總線(xiàn)槽。
本實(shí)用新型適用于采用購(gòu)電制的區(qū)域。用電前，用戶(hù)持電卡到用電管理部門(mén)購(gòu)電，用電管理人員使用寫(xiě)卡機(jī)將該用戶(hù)的密碼及購(gòu)電量寫(xiě)入電卡，寫(xiě)卡機(jī)同時(shí)自動(dòng)將該用戶(hù)的用電情況統(tǒng)計(jì)儲(chǔ)存，寫(xiě)卡機(jī)內(nèi)售電管理軟件完成各用戶(hù)的用電購(gòu)電情況的統(tǒng)計(jì)。用戶(hù)將電卡插入自家的卡式電度表的電卡插槽中即可正常用電。當(dāng)用戶(hù)用完所購(gòu)的電量時(shí)，電度表自動(dòng)切斷電源，迫使用戶(hù)重新購(gòu)電。在供電管理中使用本卡式電度表可杜絕拖欠電費(fèi)和漏交電費(fèi)等現(xiàn)象，節(jié)省人力、物力，并可根除電費(fèi)收繳中的人情關(guān)系。同時(shí)也便于供電部門(mén)的集中統(tǒng)計(jì)管理。
權(quán)利要求1.一種卡式電度表，其特征在于它包括電卡[1]、電度表[2]；電度表[2]包括機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置[21]、機(jī)械傳動(dòng)裝置[22]、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)[23]、單片機(jī)系統(tǒng)[24]、用電控制開(kāi)關(guān)[25]、電源[26]、外殼[27]和電卡插槽[28]。
2.如權(quán)利要求1所述的卡式電度表，其特征在于電度表［2］中的機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置［21］、機(jī)械傳動(dòng)裝置［22］、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］、單片機(jī)系統(tǒng)［24］、用電控制開(kāi)關(guān)［25］、電源［26］均裝于外殼［27］內(nèi)，外殼［27］上有電卡插槽［28］，電卡［1］可以方便地插入電卡插槽［28］中。
3.如權(quán)利要求1所述的卡式電度表，其特征在于電度表［2］中的機(jī)械傳動(dòng)裝置［22］為多級(jí)齒輪降速傳動(dòng)，末級(jí)齒輪［22.1］上裝有一遮光物［22.2］或一小永久磁鋼［22.3］。
4.如權(quán)利要求1所述的卡式電度表，其特征在于電度表［2］中的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］包括光電元件［23.1］(紅外發(fā)射管、紅外接收管)，一個(gè)PNP三極管［23.4］和信號(hào)整形電路［23.5］，PNP三極管［23.4］的發(fā)射極接電源［26］輸出，集電極接單片機(jī)系統(tǒng)［24］電源端，機(jī)械傳動(dòng)裝置［22］的末級(jí)齒輪［22.1］每轉(zhuǎn)一圈，末級(jí)齒輪［22.1］上的遮光物［22.2］從紅外發(fā)射管和紅外接收管間通過(guò)一次，引起紅外接收端輸出電壓變化，經(jīng)整形電路［23.5］后使PNP三極管［23.4］導(dǎo)通，單片機(jī)系統(tǒng)［24］通電運(yùn)行一次。
5.如權(quán)利要求1所述的卡式電度表，其特征在于 電度表［2］中的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］包括霍爾元件［23.2］、一個(gè)PNP三極管［23.4］和信號(hào)整形電路［23.6］，PNP三極管［23.4］的發(fā)射極接電源［26］輸出，集電極接單片機(jī)系統(tǒng)［24］電源端，機(jī)械傳動(dòng)裝置［22］的末級(jí)齒輪［22.1］每轉(zhuǎn)一圈，末級(jí)齒輪［22.1］上的小永久磁鋼［22.3］接近霍爾元件［23.2］一次，使霍爾元件［23.2］輸出電壓變化，經(jīng)放大整形電路［23.6］使PNP三極管［23.4］導(dǎo)通，單片機(jī)系統(tǒng)［24］通電運(yùn)行一次。
6.如權(quán)利要求1所述的卡式電度表，其特征在于 電度表［2］中的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)［23］包括簧片開(kāi)關(guān)［23.3］，簧片開(kāi)關(guān)［23.3］一端接電源［26］輸出，另一端接單片機(jī)系統(tǒng)［24］電源端，平時(shí)簧片開(kāi)關(guān)［23.3］兩極分離，單片機(jī)系統(tǒng)［24］沒(méi)有電，機(jī)械傳動(dòng)裝置［22］的末級(jí)齒輪［22.1］每轉(zhuǎn)一圈，末級(jí)齒輪［22.1］上的永久磁鋼［22.3］接近簧片開(kāi)關(guān)［23.3］一次，此時(shí)簧片開(kāi)關(guān)［23.3］的兩極被磁化、吸合，單片機(jī)系統(tǒng)［24］通電運(yùn)行一次。
專(zhuān)利摘要一種用于居民繳費(fèi)用電的卡式電度表，它由電卡和電度表組成。電度表包括機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置、機(jī)械傳動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、單片機(jī)系統(tǒng)、用電控制開(kāi)關(guān)、電源、外殼和電卡插槽。在供電管理中使用該卡式電度表基本上可以杜絕拖欠電費(fèi)，漏收電費(fèi)等問(wèn)題，并可根除電費(fèi)收繳中的人情關(guān)系，同時(shí)也便于供電部門(mén)的集中統(tǒng)計(jì)管理。
文檔編號(hào)G01R11/56GK2189746SQ94212259
公開(kāi)日1995年2月15日 申請(qǐng)日期1994年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月18日
發(fā)明者王宗義, 黃世斌 申請(qǐng)人:哈爾濱船舶工程學(xué)院高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)公司